台灣在農業灌溉用水除了使用渠道灌溉供水外，農民會另以抽取地下水來補足渠道水不足之情形，然農業用水於作物生長階段較多，抽取量也隨之增加，因此本研究於台灣中部彰化莿仔埤圳的三條圳幹線重劃區，利用紀錄表及訪談調查灌區取水情形，針對農民灌溉經驗方式及農田灌溉機制，以系統動力學模式建立一套可自動推估地下抽水及估算灌溉用水量模式，此模式可依循作物生長階段之灌溉基準點及灌溉需水點，自動判斷抽水時間及抽取量，達目標水深後即停止，可減少農民個人操作習慣不同而衍生抽水不一之情形。本研究透過模式得到良好的農業用水模擬結果，探討灌區用水情形，進一步提升農業用水之水源分配效率。
本研究利用2016年二期作水文條件，如降雨、蒸發量、作物生長時程等水文資料，透過灌溉用水模式進行不同水旱作面積比例情形下作物需水量變化模擬，探討灌溉用水情形，後續使農業灌溉用水及地下水方便管理。研究模擬水旱作面積比例0.5比0.5(水稻旱作皆約104.5公頃)的情況下，最大作物需水量於第44天約15500CMD，而在水旱作面積比0.9比0.1(水稻面積約為188公頃，旱作面積約為21公頃)的情況下，最大作物需水量亦發生於第44天約17500CMD，結果顯示作物種植比例及作物生長階段顯著影響灌溉用水情形，當水稻面積增加，灌溉需水量增加，若水稻面積增加渠道供水量並無增加時，田間地下抽水量相對提高。
本研究延伸探討地下水抽水情形與地下水位之影響，結果顯示2015年一期作第一輪區最高平均單位抽水量達6公分，2015年二期作第五輪區最高平均單位抽水量約6公分；由於2015年二期作降雨時空分布較一期作多且均勻，其補給量亦較一期作平均且多，因此灌區2015年一二期作地下抽水情形與地下水位之影響，二期作之抽水情形較一期作在合理抽取範圍。

Taiwan's agricultural water accounts for about 70% of the total nation’s water consumption in which paddy field irrigation has the largest proportion. Farmers choose to irrigate crops with water extracted from irrigation channel or pumped groundwater. The groundwater pumping issue has recently become a great concern in Taiwan. Taking into account the farmers’ irrigation experience and in-field irrigation operating, this study applies system dynamic model to establish an irrigation water management model for mixed paddy rice and upland crops fields in central Taiwan. This model can automatically identify the groundwater pumping time and the rate. It can reduce the possible human errors of the farmers during the operation of pumping. Moreover, this study, through the model to simulate a good agricultural water results, was able to explored the irrigation water use situation and further to enhance the water distribution efficiency of agricultural water use.
In general, the application of channel water and/or groundwater irrigation depends on the crop planting condition, such as crops planting ratio and the growth stage of crops. This research indicates in the case of the 50% paddy rice and 50% upland crops (total area is about 209 hectares), the maximum crop water demand (about 15500CMD) occurs on the 44 days of the second rice crop period in 2016; while in the case of the 90% paddy rice and 10% upland crops, the maximum crop water demand (about 17500CMD) happens on the 44 days of the second rice crop period in 2016. The results shown that the ratio of crops cultivation and the growing stage of crops significantly affect the irrigation water capacity. When the area of paddy rice cultivation increase, the need of irrigation water capacity will increase. However, if the water supply of canal do not increase but the area of paddy rice cultivation increase, the groundwater pumping in the paddy field will raise. By comparing the groundwater level for the first and the second rice crop period in 2015, the second rice crop period has received frequent rainfall with spatial and temporal uniformity is directly proportional to the recharge of groundwater and pumping situation.

1. Bhadra, A., Bandyopadhyay, A., Singh, R., “Development of a user friendly water balance model for paddy”, Paddy Water Environ, Vol.31, pp.331-441, 2013.
2. FAO, Irrigation and Drainage Paper No.24, Food and Agriculture Organization (guidelines for predicting crop water requirements), 1977.
3. FAO, Irrigation and Drainage Paper No.56, Crop Evapotranspiration (guidelines for computing crop water requirements), 2006.
4. J.K., Kemble and D.C., Sanders, “Basics of Vegetable Crop Irrigation”, Alabama A&M and Auburn Universities, 2000.
5. Kang, M., and Park, S., “Modeling water flows in a serial irrigation reservoir systemconsidering irrigation return flows and reservoir operations”, Agricultural Water Management 143, pp 131-141. 2014.
6. Oad, R., Lusk, K. and Podmore, T., “Consumptive use and return flows in urbanlawn water use”, ASCE, Journal of irrigation and drainage Engineering, Vol.123, No. 1, pp. 62-69, 1997.
7. Sharma, P.K. and De Datta, S.K. “Effects of Puddling on Soil Physical Properties and Processes”, Soil Physics and Rice, pp. 217-234. IRRI, Philippines, 1985.
8. Zulu, G., Masaru, T., Shin-ichi, M., “Characteristics of water reuse and its effects on paddy irrigation system water balance and the Riceland ecosystem”, Agricultural Water Management, Vol.31, pp.269-283, 1995.
9. 水利署電子書，「各標的用水事業所需合理用水量檢討及其計算系統改善計畫」，淡江大學水資源管理與政策研究中心，2014。
10. 水利署電子書，「地下水資源整合營運規劃與綜合評估」， http://lib.wra.gov.tw/libebookFlip/2002/1009105431b/index.html#p=583, 2017/4/23。
11. 王桑村，「農業工程技術辭典」，行政院農業委員會/財團法人臺北市七星農田水利研究發展基金會，2002。
12. 台灣省水利局，「雜作灌溉手冊」，1980。
13. 甘俊二，「灌溉系統配水技術之分析與研究」，國立台灣大學農業工程學系，1979。
14. 甘俊二、唐迪，「旱作灌溉用水調整方法之研究:應用中間貯蓄原理探討水旱田混植灌區內旱作用水調整模式」，國立臺灣大學農業工程研究所碩士論文，1995。
15. 甘俊二、陳清田，「台灣地域性作物需水量之推估研究」，國立臺灣大學農業工程研究所碩士論文，1996。
16. 朱欽興，「輪作區耕作制度區域變更及灌溉配水方式改進之研究，淡江大學水資源及環境工程研究所」，1991。
17. 行政院水利署，「地下水文年報」，2008-2015。
18. 行政院農業委員會，「種水田增加滲漏效率之技術性探討」，2002。
19. 吳珮菁，「水田回歸水之模式及驗證」，國立中央大學碩士論文，1999。
20. 吳國銘，「農業水資源有效利用之研究-以新竹水利會竹東圳灌區為例」，台灣大學農業工程學研究所，2001。
21. 吳瑞賢、李明旭、陳世偉，「農業區地表水系統之模擬與推估」，農業工程學報，第57卷，第1期，2011。
22. 吳瑞賢、林癸妙、李俊福，「水田迴歸水量之研究」，農業工程學報，第四十五卷，第一期，第72-82頁，1999。
23. 李蕙瑩，「水稻旱作混植輪區配水模式之研究」，國立臺灣大學農業工程研究所，碩士論文，1988。
24. 林喬莉，「以系統動力模式評估水田埤塘灌溉系統」，中央大學土木工程研究所，碩士論文，2010。
25. 姚銘輝、陳守泓，「利用渦流相關系統量測水稻田蒸發散量及作物參數」，水稻田農業多樣性機能研討會，第227-240頁，2005。
26. 施嘉昌，「排水工程」，國立編譯館，1988。
27. 施嘉昌、徐玉標、曹以松、甘俊二，「灌溉排水原理」，國立編譯館主編，1984。
28. 范世億，「灌溉迴歸水再利用系統之合理供給率研究」，國立中興大學土木工程學系，博士論文，2002。
29. 徐年盛，「地下水系統水平衡分析與補注源水量推估之研究」，中國土木水利工程學刊，第二十三卷，第四期，2012。
30. 徐龍淵、徐恭也，「迴歸水利用現狀及加強方法」，農田水利，34卷，第8期，1987。
31. 高振程，「水田坵塊系統之迴歸水量推估」，國立中央大學土木工程研究所，碩士論文，2003。
32. 張秉權、曾鈞敏，「屏東平原地下水數學模式之應用分析」，經濟部水資源統一規劃委員會，1995。
33. 張聖瑜，「田間精密灌溉用水模式及管理機制之建立」，國立中央大學土木工程研究所碩士論文，2015。
34. 陳仁德，「地表變遷對地下水補注之影響」，國立成功大學水利及海洋工程學系，碩士論文，2007。
35. 陳世偉，「區域多元化水資源調配之研究」，國立中央大學土木工程研究所，博士論文，2007。
36. 陳世楷，「水稻田入滲詴驗與數值模擬」，國立台灣大學農業工程研究所，博士論文，1999。
37. 陳清田、甘俊二，「台灣地域性作物需水量之推估研究」，農業工程學報，第43卷，第4期，1997。
38. 陳豐文，「農田可再利用迴歸水之調查研究－以桃園地區為例」，私立中原大學土木工程學系，碩士論文，1999。
39. 陳鶴文，「地下水與地表水聯合運用模式之建立-空間系統動力學之發展與應用」，行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告，2007。
40. 游保杉，「漫灌法對屏東平原地下水補注效益之研究」，國立成功大學水利及海洋工程學系，碩士論文，2001。
41. 黃柏勛、莊立昕、童慶斌，「氣候變遷下供水系統衝擊評估之不確定性研究」，農業工程研討會論文集，第923-937頁，2010。
42. 經濟部水利署，「地表地下水整合性數值模式運用於地下水補注規劃」，2014。
43. 經濟部水利署，「多元化水資源經營管理方案-農地迴歸水開發利用研究」，2005。
44. 經濟部水資源局，「雲林科技大學水土資源及防災科技研究中心八十九至九十七年度工作推動計畫補助計畫」，期末報告，雲林，2000-2008。
45. 農田水利入口網，「臺灣之灌溉排水事業與農業經營」，http://doie.coa.gov.tw/history/history-detail.asp?xid=9&kw=%E8%AB%8B%E8%BC%B8%E5%85%A5&l=2&tid=2, 2017/4/22。
46. 彰化農田水利會，「102年度灌溉計畫書」，2013。
47. 彰化農田水利會，「103年度灌溉計畫書」，2014。
48. 彰化農田水利會，「莿仔埤圳全線自動化管理系統」期末報告，中華電信股份有限公司臺灣南區電信分公司，2014。
49. 蔡西銘、陳獻、劉日順，「迴歸水的定義及分析方法之比較」，第十一屆水利工程研討會，第77-80頁，2000。
50. 蔡明華，「灌溉與排水」，中國土木水利工程學會，2000。
51. 蔡明華、林尉濤，「臺灣灌溉史」第二版，行政院農業委員會，2009。
52. 蔡欣妤，「以系統動力模式評估農業灌溉系統之研究」，國立中央大學土木工程研究所，碩士論文，2009。
53. 蔡政宏，「雲林灌區水田灌溉迴歸水之推估研究」，國立嘉義大學土木與水資源工程學系研究所，碩士論文，2006。
54. 蔣汝國、黃小珍，「直播及節水栽培對水稻用水量及產量之影響」，台南區農業專訊第50期，2004年12月。
55. 賴文龍、郭雅紋，「水稻栽培管理技術手冊」，台中區農業技術專刊，2015年5月。
56. 駱安華，「迴歸水之計算和運用」，台灣水利第8卷第2期，1960。
57. 謝明憲、林棟樑、黃山內、王仕賢，甘藍新品種「台南１號─夏初秋」，台南區農業專訊第54期，2005年12月。
58. 簡秀媛，「地下水合理開發量推估」，朝陽科技大學環境工程與管理系，碩士論文，2004。
59. 羅樹孝，「水文學辭典」，茂昌圖書，1995。
60. 蘇家陞，「水稻旱作混植輪區精密灌溉用水模式建立」，國立中央大學土木工程研究所碩士論文，2016。